石油油渣燃燒脫硫後的廢渣處理方法

2023-05-05 11:47:31 2

專利名稱：：石油油渣燃燒脫硫後的廢渣處理方法
技術領域：
：本發明涉及一種建築材料的製造方法，具體地說是大煉油產生的油渣經燃燒脫硫後產生的工業廢渣製成磚或者砌塊的方法。
背景技術：
：隨著石油工業的快速發展，我國相繼建設了多個大型煉油廠。在煉油廠中，石油經過多道加工工序從中提煉出商品油，最後提煉出瀝青後形成油渣，油渣經燃燒脫硫後形成為工業廢渣。燃燒脫硫後的工業廢渣分為兩種一種是隨著煙氣由旋風分離器分離出來，一般成為"飛灰"，其顆粒較細，密度相對大一些；另一種是從煅燒爐膛中沉澱而來，稱為"底渣"，底渣的顆粒較大。每年我國的煉油廠都會產生大量的上述工業廢渣。其中的飛灰一般用於填海或者填溝，其中的底渣可以作為生產水泥時的添加劑，但是使用量非常小，一般l噸生產水泥的物料中只有重量約佔5%的物料是燃燒脫硫廢渣中的底渣，並且在實際攪拌過程中還需要修改配方，因此上述兩種工業廢渣的處理和應用問題一直沒有得到根本的解決，導致其佔據了大量的空間，對環境造成了汙染，同時也造成了資源的浪費。
發明內容本發明的目的在於解決長期以來油渣燃燒脫硫後形成的工業廢渣不能得到根本的處理和應用，提出了一種利用該工業廢渣製造磚或者砌塊的方法，通過該種方法，使大煉油產生的工業廢渣得到了實際的處理和應用，同時對環境保護和節約資源都起到了積極的作用。本發明是採用以下的技術方案實現的一種石油油渣脫硫後的廢渣處理方法，該方法通過將主原料幹混並攪拌均勻，然後緩慢倒入添加劑再攪拌，使主原料與添加劑充分反應，其中該處理方法的原料及配方為(1)原料油渣脫硫後的廢渣，包括底渣；(2)添加劑稀硫酸溶液，稀硫酸溶液的濃度為1%20%;(3)質量配比主原料100%，添加劑即稀硫酸溶液與主原料的質量比為0.060.6。其中的主原料可以全部為底渣，也可以由飛灰和底渣組成，其中飛灰和底渣的質量比為02。本發明中，將添加劑加入到主原料中後，需再攪拌210分鐘，使主原料和添加劑充分反應。將反應後的物料澆鑄在模具中，振蕩並模壓成型，脫模後自然晾乾得到磚或者砌塊，脫模後自然晾乾的天數為715天，夏天自然晾乾的天數要比冬天短。另外主原料中可以加入石膏，其中石膏與主原料的質量比為01，主原料與添加劑充分反應後得到的物料澆鑄在模具中，振蕩並模壓成型，脫模後形成石膏砌塊。還可以在主原料中加入砂或者珍珠巖顆粒，其中砂與主原料的質量比為04，當加入的的砂或者珍珠巖顆粒的質量較小，即佔主原料質量的0%]0%時，可以提高砌塊的空心率；當加入的砂或者珍珠巖顆粒的質量較大，即為主原料質量的24倍時，主原料、砂或者珍珠巖顆粒與添加劑充分反應後的物料可以作為牆體的抹灰砂漿。本發明的有益效果是由於飛灰和底渣的主要成分為無水硫酸鈣CaS04，其次是氧化轉CaO，當在飛灰和廢渣中加入添加劑即稀硫酸溶液後，氧化鈣CaO首先與稀硫酸溶液中的水反應生成，其具有一定的鹼性，並且該種物質的性質非常不穩定，因此會與稀硫酸溶液中的硫酸貼04發成中和反應，即:CaO+H20=Ca(0H)2Ca(OH)2+H2S04=CaS042H20通過上述的化學反應後，物料中的CaS04*2H20即石膏的含量可以達到75%以上，通過控制加入的稀硫酸溶液的質量及稀硫酸溶液的濃度，可以使工業廢渣的氧化鈣CaO沒有完全被中和，即仍有10%20%的CaO存留在廢渣中，或者使氧化鈣CaO完全被中和，稀硫酸溶液的具體添加量需要根據硫酸溶液的濃度和工業廢渣中CaO的具體含量來確定。如果在物料中存留10%20%的&0，可以增加製成磚或者砌塊的抗壓強度和耐水蝕性。如果完全將工業廢渣中的氧化鈣CaO中和，最終形成的磚或者砌塊的抗壓強度較低，各方面性能都會受到一定的影響。廢渣中的MgO也與添加劑中的硫酸H2S0^反應生成MgS04，但是由於Mg0在廢渣中的含量非常少，因此對材料的穩定性沒有太大的影響，同時廢渣中的其他成分都是通過80(TC的高溫燒制而成，穩定性較高，且含量較少，不會與硫酸H,S04發生反應，因此對石膏建材的強度和穩定性沒有太大的影響。通過實驗證明，石油油渣燃燒脫硫後的廢渣經本發明中的方法處理後製成的空心砌塊具有較高的抗折和抗壓強度，同時具有石膏建材的呼吸性、耐水性，而且該砌塊吸水後的強度損失不大，且質量輕，密度不超過700kg/m3，尤其是在主原料中加入珍珠巖顆粒後，砌塊的空心率可達45%,因此利用該方法製成的磚或者砌塊為輕質建築材料。經實際檢驗證明，將廢渣利用本發明的方法製成的磚或者砌塊，其抗壓強度平均值可高達到10.2MPa，內照射指數L為0.2，外照射指數L為0.5，相對含水率為33%，均達到了規定的技術要求。除此之外，在主原料中加入石膏製成的石膏砌塊初凝時間短，強度高；在主原料中加入砂或者珍珠巖顆粒後製成的抹灰砂漿強度較高，不易開裂，且其附著能力較強；更重要的是，通過本發明提供的方法，從根本上解決了煉化企業產生的工業廢渣的處理應用問題，同時提高了廢物的綜合利用率，減少了天然資源的使用量，實現了循環經濟，節能減排，對環保具有積極的意義；節省了投資，降低了建築用磚或者砌塊的生產生本。具體實施方式實施例1油渣燃燒時，可以只使油渣燃燒，也可以向其中加入碳然後進行燃燒，且隨著石油中含硫量的不同，脫硫時向其中加入的氧化鈣Ca0的量隨之改變，因此每次形成的飛灰和底渣中各成分的含量是不同的。假設油渣燃燒時沒有加入碳，通過計算可得知燃燒後的飛灰中各成分含量的理論值為tableseeoriginaldocumentpage5將處於乾粉狀態的飛灰和底渣按照重量比為7:10的比例混和後，飛灰和底渣構成主原料，再加入佔主原料質量1.5%的砂，將飛灰、底渣和砂幹混並通過機器攪拌均勻，在不斷攪拌的過程中向主原料中加入添加劑，即濃度為8%的稀硫酸溶液，且加入的稀硫酸溶液的質量約為主原料總重量的40%，加入稀硫酸溶液的過程中同時加快攪拌速度。加入添加劑後繼續攪拌5分鐘左右，使添加劑和主原料充分反應，反應後主原料中仍有15X左右的Ca0存留在反應後形成的物料中。攪拌結束後，將形成的溼物料倒入制磚機模具中，由於該物料的初凝時間為2小時，因此要在物料初凝前，通過對溼物料的振蕩和模壓成型，製成各種形狀的砌塊，砌塊初凝後，使其脫模並自然晾乾715天左右，使其中的水分揮發，即可製成輕質環保的優質建材，夏天時自然晾乾需要的時間較短。廢渣與硫酸反應時也可以通過以下的工序完成，即首先在廢渣中加入水，並攪拌均勻，使水和廢渣中的CaO充分反應，然後再向其中加入硫酸H2S(^。該種方法也能製成磚或者砌塊，但是其存在硫酸不能與廢渣均勻反應，導致製成的磚或者砌塊性能不穩定的缺陷，且該方法工序複雜，不適用於工業化生產。本實施例中，只是給出了飛灰和底渣中各成分含量的理論值，在實際生產中隨著燃燒時加入的碳的重量及石油中含硫量的不同，飛灰和底渣中各成分的含量是不斷變化的，尤其是飛灰。因此在實施本發明的技術方案時，應當首先確定飛灰和底渣各成分的含量，尤其是氧化鈣CaO的含量，然後根據氧化鈣CaO的含量來確定使用的稀硫酸溶液的質量。一般情況下，主原料中的飛灰和底渣的質量比為00.7之間時，製得的磚或者砌塊的各方面性能最好，此時，加入的稀硫酸溶液的濃度最好為5%10%，其質量約為主原料總重量的35%40%。當然也可以提高稀硫酸溶液的濃度，使硫酸H2S04與工業廢渣中的CaO充分反應，但是會導致製成的磚或者砌塊的強度及硬度較差。如上所述，由於油渣在燃燒時會加入一定量的碳，因此飛灰和底渣中的未燃燼碳的含量會隨之增加，但是由於加入的碳的質量一般不會超過油渣總重量的50%。通過實驗證明，隨著未燃輝碳的含量的增加，的確會對製成磚或者砌塊的抗壓強度造成一定的影響，但當加入的碳為油渣總重量的50%時，其抗壓強度仍能保證在5MPa以上。實施例2在主原料中加入佔主原料質量20%的石膏，不斷攪拌主原料和石膏，使其均勻混合，然後倒入一定量的添加劑即稀硫酸溶液，繼續攪拌210分鐘，使主原料和添加劑充分反應，攪拌結束後，將形成的溼物料倒入制磚機模具中，由於加入的石膏起到促凝作用，因此該物料的初凝時間為15分鐘，在物料初凝前，通過對溼物料的振蕩和模壓成型，製成各種形狀的砌塊，砌塊初凝後，使其脫模並自然晾乾，即製成了石膏砌塊。該石膏砌塊的特點是初凝時間較短，且強度較高。在主原料中加入的石膏量越多，其初凝時間越短，因此加入的石膏量可以根據初凝時間來確定。其他同實施例1。實施例3在主原料中加入砂，其中砂的質量為主原料質量的2倍，不斷攪拌主原料和砂，使其混合均勻，然後倒入一定量的添加劑即稀硫酸溶液，繼續攪拌，使主原料和添加劑充分反應，攪拌結束後形成的溼物料可以作為牆體的抹灰砂漿，該抹灰砂漿的強度較高，與水泥相似，且不易開裂，其附著能力較水泥強。其他同實施例1。權利要求1、一種石油油渣燃燒脫硫後的廢渣處理方法，該方法通過將主原料幹混並攪拌均勻，然後緩慢倒入添加劑再攪拌，使主原料與添加劑充分反應，其特徵在於該處理方法的原料及配方為(1)主原料油渣脫硫後的廢渣，包括底渣；(2)添加劑稀硫酸溶液，稀硫酸溶液的濃度為1％～20％；(3)質量配比添加劑即稀硫酸溶液與主原料的質量比為0.06～0.6。2、根據權利要求1所述的石油油渣燃燒脫硫後的廢渣處理方法，其特徵在於主原料為100%的底渣。3、根據權利要求1所述的石油油渣燃燒脫硫後的廢渣處理方法，其特徵在於主原料由飛灰和底渣組成，其中飛灰和底渣的質量比為02。4、根據權利要求1所述的石油油渣燃燒脫硫後的廢渣處理方法，其特徵在於在主原料中加入石膏，石膏與主原料的質量比為01。5、根據權利要求1或4所述的石油油渣燃燒脫硫後的廢渣處理方法，其特徵在於將反應後的物料澆鑄在模具中，振蕩並模壓成型，脫模後自然晾千得到磚或者砌塊。6、根據權利要求5所述的石油油渣燃燒脫硫後的廢渣處理方法，其特徵在於將添加劑加入主原料中後，需再攪拌210分鐘。7、根據權利要求5所述的石油油渣燃燒脫硫後的廢渣處理方法，其特徵在於脫模後自然晾乾的時間為715天。8、根據權利要求l所述的石油油渣燃燒脫硫後的廢渣處理方法，其特徵在於在主原料中加入珍珠巖顆粒或者砂，珍珠巖顆粒或者砂與主原料的質量比為04。全文摘要本發明涉及一種建築材料的製造方法，具體地說是大煉油產生的油渣經燃燒脫硫後產生的工業廢渣處理方法。其解決了長期以來油渣燃燒脫硫後形成的工業廢渣不能得到根本的處理和應用，提出了一種石油油渣燃燒脫硫後的廢渣處理方法。本發明的主原料為油渣脫硫後的廢渣，包括飛灰和底渣，在主原料中加入添加劑即稀硫酸溶液，添加劑的加入量根據主原料中氧化鈣的具體含量和稀硫酸溶液的濃度確定。該種方法使大煉油產生的工業廢渣從根本上得到了應用和處理，同時提高了廢物的綜合利用率，減少了天然資源的使用量，實現了循環經濟，節能減排，對環保具有積極的意義，同時降低了磚或者砌塊的生產成本。文檔編號C04B18/06GK101182153SQ20071011418公開日2008年5月21日申請日期2007年11月8日優先權日2007年11月8日發明者滕少波申請人:滕少波